復(fù)合地基固結(jié)與變形的計算理論及數(shù)值分析.pdf

1、復(fù)合地基工后沉降是復(fù)合地基設(shè)計必需考慮的重要內(nèi)容之一,對其如何合理地進(jìn)行計算已逐漸成為工程界所關(guān)注的問題,但有關(guān)研究至今尚不多見.該文從解析計算和有限元分析兩方面著手對復(fù)合地基固結(jié)與變形問題展開了較全面、深入的研究.主要研究工作如下:1.在對若干試驗結(jié)果分析的基礎(chǔ)上,提出了剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基樁側(cè)摩阻力分布形狀的假定,然后基于總應(yīng)力法分析了單樁復(fù)合地基中樁體和樁間土的沉降變形,并編制了相應(yīng)的計算程序.2.基于Biot理論,分別對在樁頂受外

2、荷載作用和樁土共同受外荷載作用的情況下考慮樁土相互作用的單樁復(fù)合地基固結(jié)問題建立了基本方程和求解條件,并在Laplace 變換域和Hankel變換域內(nèi)得到了土體和樁體的變形解答.3.編制了可以進(jìn)行平面應(yīng)變、軸對稱以及三維情況下復(fù)合地基固結(jié)與變形分析的有限元程序.該程序?qū)ν馏w可采用彈性、非線性彈性、彈塑性等多種本構(gòu)模型并可考慮基礎(chǔ)筏板、墊層等復(fù)雜條件.同時通過多種算例對該程序進(jìn)行了驗證.4.在假定復(fù)合地基樁土間豎向和切向變形協(xié)調(diào)、應(yīng)力平衡

3、以及復(fù)合元模型的平均固結(jié)度與單樁軸對稱復(fù)合地基的平均固結(jié)度相等的條件下,用有效應(yīng)力分析法建立了三維復(fù)合有限元模型,提出了基于此模型的復(fù)合地基固結(jié)變形分析有限元法.該法無需將樁單元和土單元分別進(jìn)行網(wǎng)格剖分,從而能極大地減少有限元分析的工作量,特別是對于群樁復(fù)合地基固結(jié)分析,其優(yōu)勢更為突出.5.用編制的有限元程序?qū)螛?、群樁?fù)合地基的固結(jié)變形性狀進(jìn)行了大量的計算分析,闡述了弱排水樁也能加速地基固結(jié)的機(jī)理,提出了將強(qiáng)排水樁成層復(fù)合地基固結(jié)簡化